ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΩΝ ΠΡΟ- ΤΑΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΡΟΣΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΦΩ- ΤΙΣΜΟΥ ΚΤΙΡΙΩΝ ΓΡΑΦΕΙΩΝ.

Transcript

1 ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΩΝ ΠΡΟ- ΤΑΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΡΟΣΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΦΩ- ΤΙΣΜΟΥ ΚΤΙΡΙΩΝ ΓΡΑΦΕΙΩΝ. Νιόβη Χρυσοµαλλίδου Εργαστήριο Οικοδοµικής & οµικής Φυσικής, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία παρουσιάζονται και αξιολογούνται, όλες οι προτάσεις που εφαρµόστηκαν σε κτίριο γραφείων του τριτογενή τοµέα, µε στόχο να καλυφθούν στο µεγαλύτερο δυνατό ποσοστό οι απαιτήσεις σε ψύξη και φωτισµό των εσωτερικών χώρων. Πιο συγκεκριµένα, οι προτάσεις αφορούν, παρεµβάσεις στον εξωτερικό χώρο για την ενίσχυση του εξατµιστικού δροσισµού και συνεπώς τη βελτίωση των µικροκλιµατικών συνθηκών, ειδικά ανοίγµατα αερισµού και φωτισµού των χώρων, ηλιοπροστατευτικές διατάξεις λεπτοµερώς µελετηµένες ανά προσανατολισµό, εσωτερικό αίθριο για την ενίσχυση του δροσισµού των χώρων και του φυσικού φωτισµού, καθώς και ράφια φωτισµού για την αποφυγή θάµβωσης στην επιφάνεια εργασίας. Όλα τα παραπάνω παρουσιάζονται αναλυτικά στην εργασία, ενώ παράλληλα ακολουθεί και η τεκµηρίωση των διαφόρων επιλογών µε αποτελέσµατα από προσοµοιωτικούς ελέγχους, απ όπου καταδεικνύεται και η αποτελεσµατικότητα των προτάσεων, καθώς περιορίζονται σε µεγάλο βαθµό οι καταναλώσεις σε ενέργεια, µε την προϋπόθεση βέβαια της θετικής συµβολής και των χρηστών του κτιρίου. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ανάγκες των κτιρίων για ψύξη των χώρων, αλλά και για φυσικό φωτισµό, επηρεάζονται δραστικά από τις κλιµατικές συνθήκες, την µορφή, την κατασκευή και την κατηγορία στην οποία ανήκει το κτίριο, (κτίριο γραφείων, εµπορικό κέντρο, νοσοκοµείο, κατοικία κ.ά.) το µέγεθος και το είδος του εξοπλισµού τους, τον κύριο προσανατολισµό τους σε συνδυασµό µε την ποιότητα και το µέγεθος των ανοιγµάτων και βέβαια από το επίπεδο ποιότητας ζωής που αναζητούν και έχουν την οικονοµική δυνατότητα να επιτύχουν, οι εκάστοτε χρήστες. Το τελευταίο, αρχίζει να αποκτά στις µέρες µας όλο και µεγαλύτερη σηµασία, καθώς έρευνες έ- χουν αποδείξει, είτε την τεράστια και πολλές φορές επικίνδυνη επίδραση των διαφόρων οικοδοµικών υλικών στην ποιότητα του εσωτερικού αέρα, είτε την αυθαίρετη και ενεργειακά ά- στοχη επιλογή των ειδικών να διαµορφώνουν χώρους στους οποίους ο χρήστης ένοικος, είναι µόνιµα αναγκασµένος να ζει σε ένα τεχνητό περιβάλλον, για να εξισορροπήσει την διαντίδραση µεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού κλίµατος, µε κύριο πάντα µέληµα να διασφαλίσει ένα άνετο θερµικά εσώκλιµα. Εκείνο βέβαια που τις περισσότερες φορές παραλείπεται, είναι η αντιµετώπιση όλων αυτών των ζητηµάτων ήδη από το στάδιο του σχεδιασµού και της κατασκευής των κτιρίων, επιλέγοντας πρώτον τα κατάλληλα υλικά µε περιβαλλοντικά κριτήρια, ή µε άλλα λόγια τις καθαρές τεχνολογίες δόµησης και βέβαια επιλέγοντας τις στρατηγικές εκείνες που θα διασφαλίσουν ένα άνετο εσώκλιµα µε φυσικά µέσα. Οι παραπάνω επιλογές αποτελούν µε βεβαιότητα και τις µοναδικές µεθόδους για την αντιµετώπιση των περιβαλλοντικών και ενεργειακών γενικότερα ζητηµάτων. Τυπικό παράδειγµα κατηγορίας κτιρίων, όπου επιστρατεύονται κατά κανόνα και σε µεγάλο

2 ποσοστό τα τεχνητά µέσα για να διασφαλιστούν ικανοποιητικές συνθήκες διαβίωσης, αποτελούν τα συνήθη κτίρια γραφείων του τριτογενή τοµέα. Σ αυτά τα κτίρια έχει διαπιστωθεί, ότι λόγοι λειτουργικοί επιβάλλουν την εγκατάσταση και την εντατική χρήση όλων των µηχανολογικών µέσων, προκειµένου να ικανοποιηθούν οι αυξηµένες απαιτήσεις τους σε θέρµανση, αλλά και σε δροσισµό και φωτισµό των χώρων. Τα τελευταία δύο σηµεία αποκτούν ιδιαίτερη βαρύτητα, καθόσον τόσο τα εσωτερικά φορτία από τον τεχνητό φωτισµό, τον αυξηµένο συνήθως αριθµό χρηστών και τον κατά περίπτωση ειδικό εξοπλισµό τους, παρουσιάζονται αυξηµένα, όσο και οι απαιτήσεις τους σε επάρκεια και ποιότητα φωτισµού είναι ιδιαίτερα υψηλές, προκειµένου να ικανοποιηθούν οι ανάγκες εργασίας και γενικότερα οι συνθήκες διαβίωσης (οπτική, θερµική και ακουστική άνεση κ.ά). Η πλήρης ικανοποίηση των παραπάνω απαιτήσεων προδιαγράφει όπως είναι φυσικό και υψηλές καταναλώσεις σε ενέργεια που φθάνουν ή και ξεπερνούν το συνολικό ετήσιο ποσό των 187 ΚWh/m 2 /1/, ποσό το οποίο και είναι άµεσα συνδεδεµένο και µε τις αντίστοιχες εκποµπές CO 2 στο περιβάλλον. Και αν ακόµη το πρόβληµα δεν µπορεί να γίνει κατανοητό σε όλη του την έκταση, αν το εξετάσει κανείς µεµονω- µένα και κατά περίπτωση κτιρίου, τότε θα µπορούσε κανείς να επιχειρηµατολογήσει αν εισήγαγε και την αριθµητική παράµετρο, δηλαδή τον αριθµό κτιρίων στην Ελλάδα ανά κατηγορία, ώστε να υπάρξει και η εικόνα του πολλαπλασιαστικού φαινοµένου. Ενδεικτικά µόνο αναφέρεται ότι τα κτίρια του τριτογενή τοµέα, φθάνουν τα 1.3εκ., γεγονός το οποίο καταδεικνύει το µέγεθος του προβλήµατος, καθώς και την αναγκαιότητα άµεσης παρέµβασης και ε- νεργειακού χαρακτήρα εκσυγχρονισµού αυτής της κατηγορίας κτιρίων, µε στόχο να αποτελέσουν επιδεικτικά µοντέλα πρότυπων εφαρµογών. Ένα παράδειγµα στην κατεύθυνση αυτή αποτελεί και το κτίριο γραφείων του δηµοσίου που παρουσιάζεται στην εργασία, στο οποίο και εφαρµόστηκαν µετά από διερεύνηση, όλες εκείνες οι τεχνικές που θα µπορούσαν να το βοηθήσουν να λειτουργεί αποδοτικά σε φυσικό δροσισµό και φωτισµό µε απλά µέσα. Το τελευταίο αποδεικνύεται µε τα αποτελέσµατα σειράς υπολογισµών τα οποία και παρουσιάζονται, συγκριτικά και µε άλλες εναλλακτικές λύσεις που διερευνήθηκαν. 2. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΑΘΗΤΙΚΟΥ ΡΟΣΙΣΜΟΥ Τα µέτρα που προτείνονται τόσο για τον περιβάλλοντα χώρο, όσο και για το κέλυφος του κτιρίου, µε στόχο την ελαχιστοποίηση του απαιτητού ψυκτικού φορτίου την θερινή περίοδο, περιλαµβάνουν τεχνικές που ενισχύουν τον φυσικό δροσισµό των χώρων µέσω εκτεταµένου αερισµού, την ορθολογική χρήση ηλιοπροστατευτικών διατάξεων ανάλογα µε τον προσανατολισµό των όψεων, τη φύτευση του εξωτερικού χώρου και την δηµιουργία υδάτινων επιφανειών για ηλιοπροστασία και εξατµιστικό δροσισµό. Μέτρα όπως χρήση λαµπτήρων και εξοπλισµός υψηλής απόδοσης, αποτελούν αναµφισβήτητα τοµείς µεγάλου ενδιαφέροντος από άποψη ενεργειακή, καθώς επιβαρύνουν τους χώρους µε ανεπιθύµητα εσωτερικά φορτία την θερινή περίοδο, πλην όµως τα σηµεία αυτά θα έπρεπε ίσως να αποτελέσουν αντικείµενο άλλης µελέτης. Σηµειώνεται όµως, ότι οι τεχνικές φυσικού φωτισµού των χώρων που αναφέρονται στην εργασία, ελαχιστοποιούν την απαίτηση σε τεχνητό φωτισµό και συνεπώς µειώνουν την κατανάλωση ενέργειας και σε αυτόν τον τοµέα. Ένα από τα γνωστά και πιο αποτελεσµατικά µέτρα που παίρνονται για τον φυσικό δροσισµό των χώρων, είναι τα µέτρα και οι ειδικές τεχνικές που ενισχύουν το αερισµό τους. Ο φυσικός αερισµός µέσω των ανοιγµάτων, σε γραφειακούς κατά κανόνα χώρους, τις περισσότερες φορές είναι ανεπαρκής, λόγω του γεγονότος ότι δεν υπάρχει η δυνατότητα πρόβλεψης ανοιγµάτων και από τις δύο πλευρές (διαµπερής αερισµός). Έτσι στην περίπτωση του κτιρίου που παρουσιάζεται, προτείνονται βελτιωτικές παρεµβάσεις οι οποίες και διευκολύνουν τον απρόσκοπτο αερισµό των χώρων.

3 Ειδικότερα: 1. Στους µεµονωµένους γραφειακούς χώρους όπως φαίνεται στην κάτοψη (σχ. 1) και στην ενδεικτική τοµή, προτείνονται θυρίδες στις απέναντι από τα εξωτερικά ανοίγµατα τοιχοποιίες (σχ. 2), έτσι ώστε µε τα ανοίγµατα της επικάλυψης του εσωτερικού αιθρίου (σχ. 1 και 3) που προβλέπεται στον πυρήνα του κτιρίου, ή ακόµη και µε τα συµβατικά ανοίγµατα που υπάρχουν σε επιλεγµένες θέσεις, να προκληθεί εξαναγκασµένη κίνηση του αέρα. 2. Στον δεύτερο όροφο, διαµορφώθηκαν ανοίγµατα στην οροφή, καλά προστατευµένα από την είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας, είτε για να παγιδέψουν τον βόρειο άνεµο (σχ. 4α), είτε λόγω άνωσης να διευκολύνουν την ροή και να απάγουν τον θερµό αέρα από το εσωτερικό του κτιρίου (σχ. 4β). Στις περιπτώσεις αυτές, βασικό ρόλο παίζει η διεύθυνση του ανέµου σε συνδυασµό µε τον κατάλληλο προσανατολισµό των ανοιγµάτων, ανάλογα µε την επιθυµητή λειτουργία τους, είτε ως απαγωγείς είτε ως παγίδες αέρα. Σχήµα 1 & 2: Κάτοψη γραφειακών χώρων µε ενδεικτική ροή του αέρα µέσω των ανοιγµάτων και τοµή των απέναντι εσωτερικών τοιχοποιιών µε πρόβλεψη θυρίδων για την διευκόλυνση του διαµπερούς αερισµού των χώρων. Σχήµα 3: Τοµή κτιρίου και αερισµός των χώρων µέσω των ανοιγµάτων του εσωτερικού αιθρίου Σχήµα 4 α και β:λειτουργία ανοιγµάτων οροφής, είτε ως παγίδες ανέµου, είτε ως απαγωγείς θερµού αέρα από το εσωτερικό του κτιρίου. 3. Ανοίγµατα στην επικάλυψη του αιθρίου τα οποία και θα έχουν την ίδια και ακόµη πιο α- ποτελεσµατική λειτουργία όπως αυτά της οροφής που ήδη περιγράφηκαν 4. Για τον έλεγχο της υπερθέρµανσης των χώρων την περίοδο δροσισµού και την αποµάκρυνση της ηλιακής ακτινοβολίας από το κέλυφος του κτιρίου, προβλέπονται εξωτερικές ηλιοπροστατευτικές διατάξεις, οριζόντιες διάτρητες στην νότια πλευρά για να µην εγκλωβίζουν τον ζεστό αέρα στην κάτω πλευρά τους (σχ.5) και κατακόρυφες από εµφανές ο- πλισµένο σκυρόδεµα. στην δυτική. Η κλίση των κατακόρυφων διατάξεων, ώστε να υπάρχει πλήρης σκιασµός της όψης, µελετήθηκε λεπτοµερώς (σχ. 6) παίρνοντας υπόψη τη γωνία αζιµουθίου του ήλιου µέχρι τις τρεις το µεσηµέρι τον δυσµενέστερο θερινό µήνα, ώρα η οποία και συµπίπτει µε το πέρας απασχόλησης των υπαλλήλων.

4 Επιπλέον στην νότια πλευρά, ο πρόβολος των εξωστών αποδείχθηκε από την µελέτη ηλιασµού-σκιασµού του κτιρίου αποτελεσµατικός για την σκίαση του συγκεκριµένου τµήµατος της όψης την θερινή περίοδο. Με την επιλογή σωστών ηλιοπροστατευτικών διατάξεων, ως προς τη θέση, τις διαστάσεις και την κλίση τους, καθώς µπλοκάρεται η ηλιακή α- κτινοβολία σε απόσταση από τα ευπαθή διαφανή τµήµατα του κελύφους, µειώνεται η θερ- µική ροή στους εσωτερικούς χώρους και αποφεύγεται σε µεγάλο βαθµό το ρίσκο της υ- περθέρµανσής τους, ενώ παράλληλα δεν παρακωλύεται ο φυσικός φωτισµός των χώρων και ο αερισµός τους. λεπτοµερεια σκιασης στις 15:00 λεπτοµερεια σκιασης στις 13:00 Σχήµα 5: Λειτουργία των οριζόντιων ηλιοπροστατευτικών διατάξεων στις νότιες όψεις, χειµώνα καλοκαίρι Σχήµα 6: Μελέτη κλίσης των κατακόρυφων ηλιοπροστατευτικών διατάξεων για σκίαση της δυτικής όψης του κτιρίου. 5. Ενισχυτικό µέτρο για την βελτίωση των µικροκλιµατικών συνθηκών στην άµεση περιοχή του κτιρίου και κατ' επέκταση των εσωκλιµατικών συνθηκών, αποτελεί και η ορθολογική, µε ενεργειακά κριτήρια οργάνωση του εξωτερικού υπαίθριου χώρου. Η ηλιοπροστασία των όψεων, ο ενισχυµένος αερισµός των χώρων, η αποφυγή ή η ελαχιστοποίηση των ανακλαστικών επιφανειών στην επιφάνεια του εξωτερικού χώρου σε συνδυασµό και µε τον εξατµιστικό δροσισµό, που διασφαλίζουν η φύτευση µε χαµηλό και ψηλό πράσινο, (εποχιακά φυτά, θάµνοι, δέντρα φυλλοβόλα στις νότιες όψεις και αειθαλή στην βορινή για πρόσθετη προστασία από τους χειµερινούς βόρειους ανέµους), καθώς και η πρόβλεψη υδάτινων επιφανειών από το ρυάκι που διατρέχει περιµετρικά το κτίριο και σχηµατίζει σε προσδιορισµένα σηµεία λίµνες, ενώ σε άλλα βυθίζεται κάτω από τη στάθµη του δρόµου για το πέρασµα των οχηµάτων, χωρίς παράλληλα να διακοπή η ροή του, ανα- µένεται να οδηγήσουν σε σηµαντικά οφέλη την θερινή περίοδο (σχ. 7 & 8 ). Είναι βέβαιο και αποδεδειγµένο, ότι η δηµιουργία ευνοϊκών εξωκλιµατικών συνθηκών συµβάλει θετικά στις εσωκλιµατικές συνθήκες, ενώ παράλληλα βελτιώνει το αίσθηµα της ευεξίας και της οπτικής άνεσης. Στην παραπάνω περίπτωση αναµένεται µε την σκίαση που προσφέρει η φύτευση και τον εξατµιστικό δροσισµό από το πράσινο και την ύπαρξη ύδατος στην άµεση περιοχή του κτιρίου, να προκληθεί µείωση των εξωτερικών θερµοκρασιών µε άµεση συνέπεια την εισροή φρέσκου δροσερού αέρα και στους εσωτερικούς χώρους την θερινή περίοδο. Εκτός των παραπάνω µέτρων, η υπάρχουσα θερµοχωρητικότητα των δοµικών στοιχείων, καθώς και η δυνατότητα για ενισχυµένο νυχτερινό αερισµό των χώρων µέσω των ανοιγ- µάτων, πιστεύεται ότι οδηγούν αναµφίβολα στην θέση, ότι το κτίριο θα λειτουργεί σωστά και επιλεκτικά καθ όλη την διάρκεια χρήσης του και ότι θα επηρεάσει ακόµη περισσότερο τα ήδη θετικά αποτελέσµατα και συνθήκες που προέκυψαν από την αναλυτική ενερ-

5 γειακή µελέτη τα αποτελέσµατα της οποίας παρουσιάζονται στην συνέχεια. Σχήµα 7: Σχηµατική λειτουργία του περιβάλλοντα χώρου την περίοδο δροσισµού µε την φύτευση και την δηµιουργία υδάτινων επιφανειών. Σχήµα 8: ιαµόρφωση περιβάλλοντα χώρου µε την πρόβλεψη κατάλληλης φύτευσης και υδάτινων επιφανειών ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΠΡΟΤΑΣΕΩΝ Με βάση τις τεχνικές που προτείνονται για το συγκεκριµένο κτίριο µε στόχο την µείωση του ψυκτικού του φορτίου, έγινε θερµική ανάλυση µε το δυναµικό προσοµοιωτικό πρόγραµµα Suncode και προσδιορίστηκε η επίδρασή τους στη συµπεριφορά του κτιρίου την θερινή περίοδο. Στην στήλη 1 του σχήµατος 9 παρουσιάζεται η απαίτηση του κτιρίου σε ψύξη, µε εφαρµογή των τεχνικών που ήδη αναφέρθηκαν, ώστε να διασφαλίζονται άνετες συνθήκες την θερινή περίοδο. Το φορτίο δροσισµού που πραγµατικά παρουσιάζεται περιορισµένο (16.72 ΚWh/m 2 ετ.), θα µπορούσε να συµπιεστεί περαιτέρω, στην περίπτωση που οι χρήστες έθεταν σε λειτουργία και τα εσωτερικά σκίαστρα των ανοιγµάτων (στήλη 2, 8.73 ΚWh/m 2 ετ.), ή ακόµη φρόντιζαν συστηµατικά για έναν αποτελεσµατικό νυχτερινό αερισµό των χώρων (στήλη 3, 5.92 ΚWh/m 2 ετ). Απαιτήσεις του κτιρίου σε δροσισµό kwh/m2 8 16, ,73 5,92 0 Σκιασµός Αερισµός χώρων επιπλέον της 1 Εσωτερικός σκιασµός τεχνική επιπλέον της 1 εσωτ.σκιασµός και νυχτ.αερισµός Σχήµα: 9: Αποτελέσµατα από την διερεύνηση της ενεργειακής συµπεριφοράς του κτιρίου τη θερινή περίοδο Το τελευταίο αποτελεί πιστεύεται αναγκαίο χειρισµό µε ενήµερους ενοίκους, αν πράγµατι

6 στόχος είναι να παραδοθεί σε λειτουργία ένα κτίριο τις πρωινές ώρες δροσερό και αποφορτισµένο από την θερµότητα που συσσωρεύεται στη µάζα των δοµικών του στοιχείων κατά τη διάρκεια της ηµέρας. Σε κάθε περίπτωση όµως ο χειρισµός αυτός θεωρείται αβέβαιος και συνεπώς επιβάλλεται να παρθούν όλα εκείνα τα µέτρα που θα διασφαλίσουν µε φυσικό τρόπο και καλά µελετηµένες απλές τεχνικές, άνετη διαβίωση στους εσωτερικούς χώρους ακόµη και την θερινή περίοδο. 3. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ. Ο φωτισµός ιδιαίτερα σε χώρους γραφείων παίζει σηµαντικό ρόλο, καθώς οι ανάγκες (και σε ποιότητα και σε ποσότητα) είναι εξαιρετικά υψηλές Επίσης, όσο αυξάνει ο φυσικός φωτισµός, µειώνονται αντίστοιχα οι ανάγκες σε τεχνητό και συνεπώς µειώνονται οι καταναλώσεις σε πολυδάπανη ηλεκτρική ενέργεια. Επιπλέον και αυτό αποδεικνύεται σηµαντικό, η εξασφάλιση επαρκούς φυσικού φωτισµού στους εσωτερικούς χώρους, µειώνει όπως ήδη αναφέρθηκε τα ψυκτικά φορτία, καθώς µειώνονται τα εσωτερικά θερµικά κέρδη, που πράγµατι αποτελούν για την θερινή περίοδο σηµαντική πηγή ανεπιθύµητης πρόσθετης θερµικής ενέργειας. Για το συγκεκριµένο κτίριο τα ανοίγµατα που προβλέπονται στις όψεις του, διασφαλίζουν σε µεγάλο ποσοστό τον φυσικό φωτισµό των χώρων, όπως προέκυψε από ειδική µελέτη, ενώ επιπλέον τα "ράφια φωτισµού" µεταξύ παραθύρου και φεγγίτη, σε συνδυασµό µε την χρήση εσωτερικών περσιδωτών προπετασµάτων (σχ. 10), αποτρέπουν την δηµιουργία θάµβωσης στην επιφάνεια εργασίας. Για την αποτελεσµατικότητα του µέτρου, η επάνω επιφάνειά τους µπορεί για παράδειγµα να βαφεί µε αλουµινόχρωµα ή ακόµη να επενδυθεί µε φύλλο αλουµινίου, ώστε να αυξηθεί η ανακλαστικότητα και συνεπώς η µετάδοση των ηλιακών ακτίνων στην οροφή, η οποία για τον ίδιο ακριβώς λόγο οφείλει να έχει και αυτή υψηλό βαθµό ανάκλασης. Σχήµα 10: Ράφια φωτισµού για την αποφυγή θάµβωσης στους εσωτερικούς χώρους - Ενδεικτική τοµή λειτουργία χειµώνα - καλοκαίρι (κλειστά ή ανεβασµένα τα εσωτερικά προπετάσµατα) Μακέτα όψης σε ηλεκτρονική µορφή Τα δύο µέτρα που ενισχύουν τις ανάγκες του κτιρίου όχι µόνο σε φυσικό δροσισµό, αλλά και σε φυσικό φωτισµό, είναι οι φεγγίτες στην οροφή του ορόφου (σχ. 4), όπως επίσης και το εσωτερικό αίθριο στον πυρήνα του κτιρίου (σχ. 1 & 3) 3.1. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩ- ΤΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΧΩΡΩΝ Προκειµένου να διερευνηθεί η επάρκεια σε φυσικό φωτισµό των χώρων του κτιρίου, πραγµατοποιήθηκε ειδική µελέτη µε στόχο την εξασφάλιση συνθηκών οπτικής άνεσης, σε συνδυασµό µε τη µείωση των απαιτήσεων σε τεχνητό φως. Κριτήρια της µελέτης ήταν, αφενός η παροχή της αναγκαίας ποσότητας (στάθµης) φωτισµού για την κάλυψη των λειτουργικών απαιτήσεων, καθώς και η οµαλή κατανοµή του φωτισµού στους χώρους εργασίας, για την αποφυ-

7 γή φαινοµένων θάµβωσης. Τo υπολογιστικό πρόγραµµα που χρησιµοποιήθηκε για τους σκοπούς της µελέτης, είναι το λογισµικό "ADELINE", το οποίο παρέχει λεπτοµερείς πληροφορίες για τη συµπεριφορά και την απόδοση των συστηµάτων φυσικού φωτισµού στους εσωτερικούς χώρους. Η µελέτη επικεντρώθηκε κυρίως στους εργασιακούς χώρους του κτιρίου, για τους οποίους και έγινε έλεγχος της στάθµης, αλλά και της κατανοµής του φωτισµού σε οριζόντιο και κατακόρυφο επίπεδο. Οι χώροι επιλέχθηκαν µε κριτήρια τον προσανατολισµό τους, καθώς και την τυπολογία ανοίγµατος /σκιάστρου. Για τον έλεγχο της επάρκειας της στάθµης φωτισµού των χώρων στο επίπεδο εργασίας (0,80µ από το δάπεδο), πραγµατοποιήθηκε συγκριτικός έλεγχος µε τις αντίστοιχες ελάχιστες τιµές, όπως καθορίζονται από τα ιεθνή Standards, για χώρους γραφείων (300 lux, κατά ISO 8995 και Οδηγίες CIE). Από το σύνολο των µεγεθών τα οποία αφορούν τους υπολογισµούς του φυσικού φωτισµού, εξετάσθηκαν παραµετρικά, τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά και ο τύπος των σκιάστρων, τα φωτοµετρικά χαρακτηριστικά των υαλοπινάκων, καθώς και οι συντελεστές ανακλαστικότητας των εσωτερικών και εξωτερικών επιφανειών, ώστε να προσδιοριστούν οι βέλτιστες τιµές των παραµέτρων αυτών και να διασφαλιστούν ικανοποιητικές συνθήκες φυσικού φωτισµού. Τα αποτελέσµατα των υπολογισµών δίνονται συγκεντρωτικά 1 στον πίνακα που ακολουθεί (για την δυσµενέστερη ώρα του έτους και µήνα, 15:30 εκέµβριο). Α/Α ΣΤΑΘΜΗ Προσανατολισµός ανοίγµατος * Χώρος Α 2 ος όροφος Ελάχιστη στάθµη Φωτισµού (lux) Βόρειος 80 < 300 Χώρος Β 1 ος όροφος υτικός 190 < 300 Χώρος Γ 1 ος όροφος Νότιος 510 > 300 Χώρος 2 ος όροφος Νότιος 510 > 300 Πίνακας 1: Έλεγχος στάθµης προσανατολισµός τους φωτισµού τεσσάρων γραφειακών χώρων σε Lux * Στους υπολογισµούς ελήφθη υπόψη ο ακριβής Όπως προκύπτει από τον παραπάνω συνοπτικό, αλλά κυρίως από τη µελέτη των αναλυτικών αποτελεσµάτων, που προέκυψαν από υπολογισµούς σε επίπεδο έτους και τυπικού εργασιακού ωραρίου 8:30-15:30, ορισµένοι γραφειακοί χώροι δεν καλύπτουν τις απαιτήσεις τους σε φωτισµό µόνο µε φυσικό φως, ενώ άλλοι παρουσιάζουν επάρκεια κατά 100%. 3.2 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Για τον υπολογισµό της µείωσης των ωρών λειτουργίας της εγκατάστασης τεχνητού φωτι- στάθµη φωτισµού από τα προτει- σµού στους εργασιακούς χώρους του κτιρίου και κατ επέκταση της αντίστοιχης εξοικονόµησης ενέργειας, ακολουθήθηκε η εξής µεθοδολογία: 1. Υπολογίσθηκε για κάθε χώρο, η ανά ώρα η παρεχόµενη νόµενα ανοίγµατα, σε όλη τη διάρκεια των ωρών εργασίας. Οι υπολογισµοί πραγµατοποιήθηκαν κατ αρχάς για τους δυσµενέστερους µήνες του έτους και στις περιπτώσεις που φάνηκε να παρουσιάζεται ανεπάρκεια κάλυψης των αναγκών, αυτοί επεκτάθηκαν και για τους υπόλοιπους µήνες ανάλογα µε τον επιλεγµένο χώρο. 2. Υπολογίσθηκαν οι ώρες κατά τη διάρκεια των οποίων απαιτείται να λειτουργεί το τεχνητό σύστηµα φωτισµού, λόγω µη επάρκειας της στάθµης και το αντίστοιχο ποσοστό µείωσης 1 Στην περιορισµένη έκταση της εργασίας, δεν είναι δυνατό να παρουσιαστούν τα αναλυτικά αποτελέσµατα της µελέτης. Σηµειώνεται ότι η διερεύνηση της στάθµης φυσικού φωτισµού, έγινε για όλους τους µήνες και ώρες της ηµέρας, όπου και στηρίζονται τα σχετικά συµπεράσµατα.

8 των ωρών λειτουργίας του συστήµατος τεχνητού φωτισµού. Από τους υπολογισµούς της παρεχόµενης στάθµης φωτισµού προκύπτει ότι: Στο προτεινόµενο κτίριο οι απαιτήσεις λειτουργίας των νότιων χώρων µε φυσικό φως, καλύπτονται καθ όλη τη διάρκεια του έτους σε ποσοστό 100 %. Στους δυτικούς χώρους µε την προϋπόθεση ότι χωρίζονται σε δύο ζώνες (εξωτερική προς το άνοιγµα και εσωτερική) η κάλυψη των απαιτήσεων λειτουργίας µε φυσικό φως προκύπτει µόνο στην εξωτερική ζώνη και µάλιστα σε ποσοστό 100 % καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Η εσωτερική ζώνη παρουσίασε πρόβληµα. Άρα η εξοικονόµηση θα µπορούσε να εκτιµηθεί κατ ελάχιστο σε ποσοστό της τάξης του 50%. Τέλος, η εξοικονόµηση που µπορεί να προκύψε ι στους βορινούς χώρους είναι µικρότερη από 40%, µια και ακόµα µε τον διαχωρισµό των χώρων σε δύο ζώνες, η εξωτερική παρουσιάζει επάρκεια φωτισµού µόνο κατά την περίοδο Μαρτίου Οκτωβρίου (9 από τους 12 µήνες), ενώ η εσωτερική παρουσιάζει µόνιµο πρόβληµα λόγο προσανατολισµού. Συνεπώς, η µείωση των ωρών λειτουργίας του συστήµατος τεχνητού φωτισµού από τη συµβολή των τεχνικών για την ενίσχυση του φυσικού φωτισµού, κυµαίνεται µεταξύ 37.5% έως 100% κατά τη διάρκεια του έτους, ανάλογα µε τον βασικό προσανατολισµό των χώρων. Α- παραίτητη γι' αυτό προϋπόθεση, αποτελεί ο διαχωρισµός των χώρων σε δύο ζώνες τεχνητού φωτισµού, µε την υπόδειξη ρύθµισης και ενεργοποίησής του µε τη βοήθεια αυτοµατισµού. 4. ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από την διερεύνηση της αποδοτικότητας των τεχνικών που µπορεί να εφαρµοστούν σε ένα κτίριο γραφείων µε στόχο την διασφάλιση της οπτικής και θερµικής άνεσης την θερινή περίοδο και την επίτευξη εξοικονοµήσεων σε ενέργεια, αναδεικνύεται σαφώς η σκοπιµότητά τους. Ειδικότερα, όσον αφορά στα συστήµατα παθητικού δροσισµού των χώρων, ο διαµπερής αε- ρισµός τους, η ενδεδειγµένη ηλιοπροστασία των ανοιγµάτων ανάλογα µε τον προσανατολισµό τους, σε συνδυασµό και µε την σωστή οργάνωση των ελεύθερων χώρων, ώστε να δη- µιουργηθούν ευνοϊκές εξωκλιµατικές συνθήκες, αποτελούν αναµφισβήτητα µερικές από τις στρατηγικές που κάθε µελέτη οφείλει να τις παίρνει σοβαρά υπόψη, αν πράγµατι υπάρχει ο στόχος για περιστολή των καταναλώσεων και δηµιουργία χώρων που θα λειτουργούν περισσότερο µε φυσικό τρόπο παρά µε τεχνητά µέσα. Σε σχέση µε τον φυσικό φωτισµό, είναι προφανές ότι θα πρέπει να επιδιώκεται ο νότιος προσανατολισµός των χώρων για την κάλυψη, µετά από µελέτη του µεγέθους και είδους των α- νοιγµάτων, του συνόλου των απαιτήσεων σε φυσικό φωτισµό, ενώ στους υπόλοιπους προσανατολισµούς καθόσον δεν µπορεί να αποφευχθούν στην πράξη, θα πρέπει να προβλέπεται η δηµιουργία ζωνών τεχνητού φωτισµού αυτόµατα ρυθµιζόµενων, ανάλογα µε τις εκάστοτε ανάγκες. ΑΝΑΦΟΡΑ 1. Υ.ΠΕ.ΧΩ..Ε., Κ.Α.Π.Ε. Ενέργεια 2001 Εξοικονόµηση Ενέργειας στον Οικιστικό Το- µέα Σχέδιο ράσης. 1995